24.如图所示,为一磁约束装置的原理图,圆心为原点、半径为
的圆形区域Ⅰ内有方向垂直
平面向里的匀强磁场。一束质量为
、电量为
、动能为
的带正电粒子从坐标为(
、
)的
点沿
负方向射入磁场区域Ⅰ,粒子全部经过
轴上的
点,方向沿
轴正方向。当在环形区域Ⅱ加上方向垂直于
平面的匀强磁场时,上述粒子仍从
点沿
轴负方向射入区域Ⅰ,粒子经过区域Ⅱ后从
点第2次射入区域Ⅰ,已知
与
轴正方向成
。不计重力和粒子间的相互作用。求:
(1)区域Ⅰ中磁感应强度的大小;
(2)若要使所有的粒子均约束在区域内,则环形区域Ⅱ中的大小、方向及环形半径
至少为多大;
(3)粒子从点沿
轴负方向射入后至再次以相同的速度经过
点的运动周期。